第一章 土的物理性质及工程分类 土力学与基础工程_图文

第一章 土的物理性质及工程分类
? 学习要求 ? 1)土的三相组成、颗粒级配和粒组划分 ? 2)掌握土的物理性质和物理状态指标的定 义、物理概念、计算公式和单位。 ? 3)液、塑限概念及测定 ? 4)土的击实性 ? 5)了解土的工程分类依据与准确定名

第一节土的组成与结构
1.1土的三相组成

1.固相 由无机矿物颗粒和有机质组成,而 矿物由原生矿物和次生矿物组成 2. 液相 土中水有表面结合水和自由水两种 形态。

固相 液相 气相
3. 气相 土中气体可分为与大气连通的和不 连通的两类。与大气连通的气体对 土的工程性质影响不大,而与大气 不连通的密封气体对土的工程性质 影响较大。

土的三相组成
土体

土的三相比例不同,其性质不同

固相 + 液相 + 气相

构成土骨架,起决定作用

重要影响

次要作用

土体三相组成示意图

1.1.1土的固相

土的固体颗粒构成图的骨架,其大小和形状、矿 物成分以及大小搭配情况对土的物理力学性质有 明显影响。 一、土的矿物成分 矿物成分取决于母岩的成分以及所经受的风化 作用 原生矿物:岩石经物理风化作用后破碎形成的矿 物颗粒。 例如:石英、云母、长石等 次生矿物:岩石经化学风化作用所形成的矿物颗 粒。

三类重要的次生矿物:高岭石、伊利石、蒙脱石 其中:蒙脱石晶格最不稳定,亲水性最强,土中 含量多时,土具有可塑性和高压缩性,强度低, 渗透性小,具有较大的吸水膨胀和脱水收缩的特 性 高岭石晶格稳定,亲水性最弱

砂粒与粘粒

二、土的颗粒特征

1.土粒大小及粒组划分 对于大于0.075 mm的土粒常采用筛分法, 而对于小于0.075mm的土粒则采用沉降分析法。 土粒的大小称为粒度。 工程上常把大小相近的土粒合并为组,称粒组。

2. 粒度成分分析方法

筛分法和沉降分析法

筛分法: 用一套孔径不同的筛子, 按从上至下筛孔逐渐减 小放臵。将事先称过质 量的烘干土样过筛,称 出留在各筛上的土质量, 然后计算其占总土粒质 量的百分数。 适用于粗粒土(>0.1mm)

沉降分析法:利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同 来确定小于某粒径的土粒含量.适用于细粒土 (<0.1 mm)

3.粒度成分及其表示方法 粒度成分是指土中各种不同粒组的相对含量。 常用的粒度成分的表示方法有:表格法、累计曲线法和三角形坐标法

累计曲线表示法
小于某粒径之土质量百分数P(%)

粒径(mm)

结果分析

粒径(mm) 0.05 百分数P(%) 26

0.01 13.5

0.01 0.005

0.005 10

0.001

0.10 0.05

典 型 颗 分 级 配 曲 线

1.0 0.5

10 5.0

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

特征粒径:

土的粒径级配累积曲线

d50 d60 d10 d30

: 平均粒径 : 限定粒径 : 有效粒径 : 中值粒径

粗细程度: 用d50 表示 不均匀程度:

Cu = d60 / d10
— 不均匀系数

Cu ≥5,级配不均匀
连续程度:

Cc = d302 / (d60 ×d10 )
— 曲率系数

d60 d10 d30 Cu Cc
0.33 0.0050.063 66 2.41

工程应用
不均匀系数Cu反映大小不同粒组的分布情况。 Cu越大 表示土粒大小的分布范围越大、其级配越良好,作为填方 工程的土料时,则比较容易获得较大的密实度。曲率系数 Cc描写累积曲线的分布范围,反映曲线的整体形状。 曲线平缓,粒径大小相差悬殊,土粒不均匀。颗粒级 配可以在一定程度上反映土的某些性质 。对于级配良好 ( Cu >10,且Cc =1-3)的土,较粗颗粒间的孔隙被较细的 颗粒所填充,因而土的密实度较好,相应的地基土的强度 和稳定性也较好.透水性和压缩性也较小,可用作堤坝或 其它土建工程的填方土料。

颗粒级配学习的目的?

1、作为实验室人员要会 做颗粒级配试验;并能 对数据正确处理和结论;

2、作为项目管理人员要 会根据试验结果做出 正确的处理措施,确 保工程按要求保质保 量完成。

1.1.2土中水

土中水是土的液体相组成部分。水对无粘性土的 工程地质性质影响较小,但粘性土中水是控制其工程 地质性质的重要因素,如粘性土的可塑性、压缩性及 其抗剪性等,都直接或间接地与其含水量有关

2 . 2 . 2

结晶水:土粒矿物内 部的水。

结晶水 强结合水 结合水 弱结合水 重力水 自由水 毛细水

土中水
结合水:受电分子吸 引力作用吸附于土粒 表面的土中水。

自由水:存在于土粒 表面电场影响范围以 外的土中水。

结合水
强结合水
? 排列致密、定向性强

? 密度>1.2-2.4g/cm3 ? 冰点-76℃ ? 具有极大的粘滞性和固体 的特性 ? 温度高于100°C时可蒸发
弱结合水 ? 位于强结合水之外,电场引 力作用范围之内 ? 密度>1.0-1.7g/cm3 ? 冰点-20-30℃ ? 外力作用下可以移动 ? 不因重力而移动,有粘滞性

矿物颗粒对水分子的静电引力作用

毛细水:
存在于地下水位以上透水层中的水。水和空气交 界处表面张力作用而产生。

重力水:
存在于地下水位以下的透水土层中的水。当存在 水头差时将产生流动。

毛细水
受到水与空气交界面处表面 张力作用的自由水。

毛细升高与孔径成反比

土中毛细现象

重力水是在重力和水位差作用下能在土中流动的自 由水。它是土中其它类型水的来源。重力水具有融解能 力,能传递静水和动水压力,并对土粒起浮力作用 。

应当指出,水是土的一个重要组成部分。根据实用 观点,一般认为它不承受剪力,但能承受压力和一定的 吸力;同时,水的压缩性很小,在通常所遇到的压力范 围内,它的压缩量可以忽略不计

五、土体中气体(气相)
土体中的气体是指存于土体空隙中未被水占据的部分, 存在形式有两种:

自由气体:与大气相通,对土的性质影响不大

土体中气体
封闭气体:与大气隔绝,增大土体的弹性和压缩性

1.2土的结构
土的结构是指土粒或粒团的排列方式及其粒间或粒团间连 接的特征。通常土的结构可分为三种基本类型,即单粒结 构、蜂窝结构和絮状结构。 1.单粒结构:粗大颗粒在水或在空气中下沉而形成。全部 由砂粒及更粗土粒组成的土都具有单粒结构。根据形成条 件不同,可分为疏松状态和紧密状态

2.蜂窝结构:主要由粉粒组成的土结构形式。粉粒 在水中沉积时,基本以单个土粒下沉,当碰到已 沉积的土粒时,由于彼此之间引力大于重力,土 粒就停留在最初的接触点上不再继续下沉,形成 土粒链,后者组成弓形结构,形成孔隙较大的蜂 窝结构

蜂窝结构

3.絮状结构:更细小的粘粒或胶粒,质量及轻,在 水中处于悬浮状态。当悬液介质发生变化时,土 粒表面的弱结合水厚度减薄,粘粒互相接近,凝 聚成絮状物下沉,形成孔隙较大的絮状结构。

絮状结构

三种结构中密实的单粒结构土的工程性

质最好,蜂窝状为其次,絮状结构土工程
性质最差。后两种结构土,如果因振动其 天然结构被破坏的话,强度很低,压缩性 大。因此未经处理不能作为天然地基。

第二节 土的物理性质指标
土的三相比例指标是其物理性质的反映,但与 其力学性质质有内在联系,显然固相成分的比例 越高,其压缩性越小,抗剪强度越大,承载力越 高 三相比例指标反映了土的干燥与潮湿、疏松与 紧密,是评价土的工程性质的最基本的物理性质 指标,也是工程地质勘察报告中不可缺少的基本 内容。 三相比例指标可分为两种,一种是试验指标 (基本指标);另一种是换算指标。

一、土的三相图

质量m
m w ma

体积V
Vw Va Vv

水 气体 颗粒

气 水 土粒

m

ms

Vs

V

三相草图 质量m
mw ma

共有九个参数:

体积V
Vw Va

V Vv Vs Va Vω / ms m ω ma m
已知关系五个:

Vv

气 水 土粒

m ? ms ? m ? ? ma V ? Vs ? Va ? V? ma ? 0 m ? ? ?? V?
物性指标是比例关系: 可假设任一参数为1
Vv ? Va ? V?

m

ms

其它指标

实验室测定

Vs

V

剩下三个独立变量 对于饱和土, Va=0 剩下两个独立变量

三相草图法 是一种简单而实用的方法

二、实测指标
----土的密度、土粒的比重、土的含水量 1.土的密度
有时也称土的天然密度 定义: 土单位体积的质量 表达式: ? ?

质量m
mw ma

体积V
Vw Va Vs

ms ? m w m ? V Vs ? Vw ? Va

m

水 土粒

单位: kg/m3 或 g/cm3 一般范围: 1.60—2.20 相关指标: g/cm3 三相草图有助于直观 理解物性指标的概念 工程上更常用于计算土 的自重应力

土的容重 γ=ρg
单位: kN/m3

ms

V

Vv



土的密度测定方法:环刀法

环 刀

质量m mw ma 气 水 土粒

体积V Vw Va V Vs

2.土粒相对密度ds(土粒比重:
土粒质量与同体积的4℃时纯 水的质量之比
?s ? w1

m ms

ds ?

Vs ? w1

ms

?

土粒相对密度变化范围不大:细粒土(粘性土)一般2.70~ 2.75;砂土一般为2.65左右。土中有机质含量增加,土粒相对 密度减小

测定方法:通常用比重瓶法(pycnometric method )

质量m mw ma 气 水 土粒

体积V Vw Va V

3.土的含水量(moisture content)w:土中水的质量与
土粒质量之比,以百分数表示
w? mw m ? ms ?100% ? ?100% ms ms

m ms

土的含水量是标志土含水程度的一个重要物理指标。天 然土层含水量变化范围较大,与土的种类、埋藏条件及 其所处的自然地理环境等有关。 测定方法:通常用烘干法(oven drying method),亦 可近似用酒精燃烧法

Vs

常用的物理性质指标间的换算关系
换算步骤: ①:假设Vs=1(V=1或ms=1),并画出三相草图; ②:解出各相物质成分的质量和体积; ③:利用定义式导出所求的物理性质指标。

质量m
mw ma

共有九个参数:

体积V
Vw Va

Vv



V Vv Vs Va Vω / ms m ω ma m 已知关系五个:
m ? ms ? m ? ? ma ma ? 0 m ? ? ?? V?
V ? Vs ? Va ? V? Vv ? Va ? V?

m


土粒

ms

Vs

V

对于饱和土, Va=0 剩下两个独立变量
物性指标是比例关系: 可假设任一参数为1

三.换算指标 1.干密度ρd(干容重γd) 定义:单位体积内土粒的质量或重量。

表达式:
ms ?d ? V
ms ? g ?d ? ? ?d ? g V

2.饱和密度ρsat(饱和容重γsat ) 定义:土中孔隙完全被水充满,土处于饱和状态

时单位体积土的质量或重量。
表达式:
ms ? Vv ? ? w ? V

?sat

? sat

Ws ? Vv ? ? w ? ? ?sat ? g V

3.浮密度与浮容重 定义:单位体积内土粒质量与同体积水质量之 差。

表达式:
m s ? Vs ? ? w ?? ? V

? ? ? ??? g

? ? ? ?sat ? ?w

? sat ? ? ? ? d ? ? ?

4.土的孔隙比e :是土 中孔隙体积与土粒体 积之比,孔隙比用小

5.土的孔隙率 n :土中 孔隙所占体积与总体

积之比,孔隙率用百
分数表示。即:

数表示。即:
Vv e? Vs
1 V Vv ? Vs 1 ? ? ?1? n Vv Vv e

Vv n ? ?100% V
n? e 1? e

e?

n 1? n

6、饱和度 定义:土中水的体积与孔隙体积之比,用百分数表示。 V Sr ? w 公式: Vv 单位:% 物理意义:表示水在孔隙中充满的程度。 范围: Sr =0-100% 工程应用:饱和度可以反映土的干湿程度,砂土根据饱和 度Sr的指标值分为稍湿、很湿与饱和三种湿度状态,其划分 标准见下表: 砂土湿度状态 饱和度Sr (%) 稍湿
Sr ≤ 50

很湿 50<Sr ≤ 80

饱和
Sr >80

土的三相比例换算公式

第三节 土的物理状态指标
一 无黏性土的密实状态 1 孔隙比e
孔隙比e可以用来表示砂土的密实度。对于同一种 土,当孔隙比小于某一限度时,处于密实状态。 孔隙比愈大,土愈松散

2.相对密实度:砂土的密实程度并不完全取决于天然孔隙比, 而很大程度上取决于土的级配情况,相对密实度同时反映 了孔隙比和级配的影响,以Dr表示。
e max ? e Dr ? e max ? e min

最小孔隙比是最紧密状态的孔隙比,用“振击法”测定。最大孔 隙比是土处于最疏松状态时的孔隙比,用“松砂器法”测定。

密 实 Dr ?0.67

中 密 0.33?Dr<0.67

松 散 Dr<0.33

当Dr=0时, e=emin,表示土处于最疏松状态;当Dr=1.0时, e=emax,表示土体处于最密实状态

Dr≤1/3 1/3<Dr≤2/3 2/3<Dr≤1
3.标准贯入试验

疏松状态 中密状态 密实状态

天然砂土的密实度,可按原位标准贯入试验的锤击数N进 行评定。天然碎石土的密实度,可按原位重型圆锥动力触探 的锤击数N63.5进行评定(GB50007-2002)
密实度 按N评定砂石密实度 松散 N≤10 稍密 10<N≤15 中密 15<N≤30 密实 N>30

按N63.5评定碎石土密实度 N63.5≤5 5<N63.5≤10 10<N63.5≤20 N63.5>20

二 黏性土的稠度
(一)粘性土的稠度状态
稠度是指黏性土在某一含水量 时的稀稠程度或软硬程度。 当含水量很大时,象液体泥浆 那样,不能保持其形状,极易流动, 称其处于流动状态(liquid state)。随着含水量逐渐减小, 泥浆变稠,体积收缩,其流动能力 减弱,逐渐进入可塑状态 (plastic state)。这时土在外 力作用下可改变形状但不显著改变 其体积也不开裂,外力卸除后仍能 保持已有的形状,粘性土的这种性 质称为可塑性(plasticity)。当 含水量继续减小时,粘性土将丧失 其可塑性,在外力作用下不产生较 大的变形而容易碎裂,土进入半固 体状态(semisolid state)。若 使粘性土的含水量进一步减小,它 的体积也不再收缩,这时,空气进 入土体,使土的颜色变淡,土就进 入了固体状态(solid state)。

(二) 界限含水量 粘性土由某一种状态过渡到另一状态的分界含水量 称为界限含水量,首先由瑞典科学家阿太堡(1911) 提出,故又称其为阿太堡界限(Atterberg limits): 液限(liquid limit ) 塑限(plastic limit ) 缩限(shrinkage limit )
0 固态 半固态 可塑状态 Solid state Plastic state Semisoild state

缩限ws

塑限wP

液限wL 流动状态 Liquid state

w

缩限

塑限
半固态 可塑状态
p

液限
流动状态

· · w
0
s

固态

·w ·

w

L

界限含水量的测定方法: 塑限:搓条法 液限:锥式液限仪(碟式液限仪)。

搓条法

锥式液限仪

(三)塑性指数与液性指数 可塑性是粘性土区别于砂土的重要特征,可塑性的大小用 土处在可塑状态时的含水量的变化范围来衡量,从液限到 塑限含水量的变化范围越大,土的可塑性越好。

塑性指数:指液限和塑限的差值(省去%号),即土处在可 塑状态的含水量变化范围,用IP表示。

I p ? wL ? wp
塑性指数是粘性土的最基本、最重要的物理指标,其大小 取决于吸附结合水的能力,即与土中粘粒含量有关,粘粒 含量越高,塑性指数越高(粘土矿物成分、水溶液)。

液性指数:粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性 指数之比,用IL表示。即

IL ?

w ? wp wL ? wp

液性指数表证天然含水量与界限含水量间的相对关系, 可塑状态的土的液性指数在0-1之间;液性指数大于1, 处于流动状态;液性指数小于0,土处于固态或半固体 状态。

状态 液性指数

坚硬 IL ≤0

硬塑 0~0.25

可塑 0.25~0.75

软塑 0.75~1.0

流塑 IL >1.0

第五节 土的击实性
一、土的击实试验(compaction test)

在试验室内通过击实试验研究土的压实性。击实试验有 轻型和重型两种。
击锤 护筒

导筒
击实筒

轻型击实试验适用于粒径小于 5mm的土,击实筒容积为947cm3, 击锤质量为2.5kg。把制备成一定 含水量的土料分三层装入击实筒, 每层土料用击锤均匀锤击25下, 击锤落高为30.5cm

重型击实试验适用于粒径小于40mm的土,击实筒容积为2104cm3, 击锤质量为4.5kg,击锤落高为45.7cm 。分五层击实,每层56击。 根据击实后土样的密度和实测含水量计算相应的干密度

二、填土的击实特性
影响土压实性的因素很多,主要有含水量、击实功 能、土的种类和级配等

1.含水量的影响
ρd ρdmax

0 效果

wop

w

当含水率较低时,击实后 的干密度随含水量的增加 而增大。而当干密度增大 到某一值后,含水量的继 续增加反使干密度的减小。 干密度的这一最大值称为 该击数下的最大干密度, 与它对应的含水量称为最 优含水量(optimum water content)

说明:当击数一定时,只有在某一含水量下才获得最佳的击实

2.击实功能的影响
ρd 击数 40 30 20

1.土料的最大干密度和最优 含水量不是常数。最大干密 度随击数的增加而逐渐增大, 最优含水量逐渐减小。然而, 这种变化速率是递减的。同 时,光凭增加击实功能来提 高土的最大干密度是有限的

2.当含水量较低时击数的影 响较显著。当含水量较高时, 含水量与干密度关系曲线趋 0 w 近于饱和线,这时提高击实 功能是无效的 说明:填料的含水率过高或过低都是不利的。含水率过低,填 土遇水后容易引起湿陷;过高又将恶化填土的其他力学性质。 因此,在实际施工中填土的含水率控制得当与否,不仅涉及到 经济效益,而且影响到工程质量

3.土类和级配的影响
击实试验表明,在相同击实功能下,粘性土粘粒含量愈高或 塑性指数愈大,压实愈困难,最大干密度愈小,最优含水量愈大 ρd 无粘性土的击实曲线和粘 性土击实曲线不同,在含 水量较大时得到较高的干 密度,因此在无粘性土实 际填筑中,通常要不断洒 水使其在较高的含水量下 压实 0 w 无粘性土的击实曲线 说明:土的级配对土的压实性影响很大。级配良好的土,易 于压实,级配不良的土,不易压实,因为级配良好的土有足够 的细粒去充填较粗粒形成的孔隙,因而能获得较高的干密度

压实系数

?d ?? ? d max

现场碾压的最大 干密度

室内试验所得最 大干密度
压实填土地基质量控制值
结构类型 砌体承重 结构和框 架结构 简支结构 和排架结 构 填土部位 在地基主要受力层范围内 在地基主要受力层范围以下 在地基主要受力层范围内 在地基主要受力层范围以下 压实度 ≥0.97 ≥0.95 ≥0.96 ≥0.94 ωop±2 控制含水量

第五节 土的工程分类
一、分类的目的和原则
土的分类体系就是根据土的工程性质差异将土划分 成一定的类别,目的在于通过通用的鉴别标准,便于在 不同土类间作有价值的比较、评价、积累以及学术与经 验的交流

分类原则:
1.分类要简明,既要能综合反映土的主要工程性质,又要 测定方法简单,使用方便 2.土的分类体系所采用的指标要在一定程度上反映不同类 工程用土的不同特性

二、分类体系与方法 分类体系:
1.建筑工程系统分类体系 侧重把土作为建筑地基和环境,研究对象为原状土, 例如:《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)地 基土分类方法 2.工程材料系统分类体系

侧重把土作为建筑材料,用于路堤、土坝和填土地基 工程。研究对象为扰动土,例如:《土的分类标准》 (GBJ145-90)工程用土的分类和《公路土工试验规程》 (JTJ051-93)土的工程分类

《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)分类方 法 根据土粒大小、粒组的土粒含量或土的塑性指数 把地基土(岩)分为岩石、碎石土、砂土、粉土、 粘性土和人工填土六大类

一、岩石 定义:颗粒间牢固联结,呈整体或具有节理裂隙 的岩体。 ⑴ 按坚固性分为:硬质岩石、软质岩石。 ⑵ 按岩石风化程度分为:微风化、中等风化、强 风化。

⑶ 按成因分为:岩浆岩、沉积岩、变质岩。

二、碎石土 1、定义:粒径d>2mm的颗粒含量超过全重50%的土。 2、分类依据:土的粒组含量及颗粒形状。 3、定名:漂石或块石、卵石或碎石、圆砾或角砾。 4、工程性质:根据骨架颗粒含量占总重的百分比,颗 粒的排列,可挖性与可钻性分为密实、中密、稍密三等。 常见碎石土强度大、压缩性小、渗透性大,为良好地基。

碎石土的分类
土的名称
漂石 块石

颗粒形状
圆形及亚圆形为主 棱角形为主

颗粒级配
粒径大于200mm的颗 粒含量超过全重50%

卵石
碎石 圆砾

圆形及亚圆形为主
棱角形为主 圆形及亚圆形为主

粒径大于20mm的颗 粒含量超过全重50%
粒径大于2mm的颗粒 含量超过全重50%

角砾

棱角形为主

注:定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定

三、砂土 1、定义:粒径d>2mm的 颗粒含量不超过全重的50%, 且粒径d>0.075mm的颗粒超过 全重50%的土。
土的名称 砾砂 颗粒级配 粒径大于2mm的颗粒占全重 25-50%。 粒径大于0.5mm的颗粒超过 全重50%。 粒径大于0.25mm的颗粒超 过全重50%。 粒径大于0.075mm的颗粒超 过全重85%。 粒径大于0.075mm的颗粒超 过全重50%。

粗砂

2、密实度:密实、中密、 稍密、松散四状态。
3、工程性质:砾砂、粗 砂、中砂一般为良好地基; 细砂、粉砂具体分析。

中砂

细砂

粉砂

四、粉土
1. 定义:粒径d>0.075mm的颗粒含量不超过全重50%,且Ip≤10 的土。
2. 组成:一般为砂粒、粉粒、粘粒的混合体。 3. 分类:根据粒径d<0.005mm的颗粒含量是否超过全重10%,分 为粘质粉土、砂质粉土。 4. 密 实 度 : 密 实 (e<0.75) 、 中 密 (0.75≤e<0.9) 、 稍 密 (e≥0.9)。

5. 湿度:由Sr分为稍湿、很湿、饱和。或由含水量分为稍湿、 湿、很湿。
6. 工程性质:密实粉土为良好的天然地基;e>1为松散状态,属 软弱地基;饱和稍密粉土,地震时易产生液化,为不良地基。

五.粘性土(细粒土) 1.定义 粒径大于0.075mm 的颗粒含量不超过全重的50%,且塑 性指数I L> 10 时,称为粘性土。 2.分类 按塑性指数的大小分为粘土和粉质粘土。塑性指数I p > 10 为粘土;10<I p≤17 为粉质粘土;I p >17 粘土。 3.工程性质 粘性土的工程性质与其含水量大小密切相关。密实硬 塑的粘性土为优良地基;疏松流塑状态的粘性土为软弱地基。

六、人工填土 1.定义 人工填土是指由于人类活动而形成的堆积物。其成分复杂, 均匀性差。 2.分类 按人工填土的组成物质和堆积年代进行分类定名。 按人工填土的堆积年代分为:老填土和新填土。 ⑴老填土 凡粘性土填筑时间超过10 年,粉土填筑时间超过5 年的 称为老填土。 ⑵新填土 粘性土填筑时间小于10 年,粉土填筑时间少于5 年的称 为新填土。 按人工填土的组成和成因分为:素填土、杂填土、冲填土 和压实填土四类。

3.工程性质 通常人工填土的工程性质不良,强度低,压缩性 大且不均匀。其中,压实填土相对较好。杂填土因 成分复杂,平面与立面分布很不均匀、无规律,工 程性质较差。

七、特殊土 自然界中还分布着许多具有特殊性质的土,如淤泥、淤泥 质土、红土、黄土、膨胀土、冻土等。 1.淤泥和淤泥质土:天然含水量大于液限( w > wL ),天然孔 隙比e≥1.5 的粘性土是淤泥,天然孔隙比e <1.5,但大于 或等于1.0 的粘性土或粉土为淤泥质土。 工程性质:压缩性高、强度低、透水性低,为不良地基。 2.膨胀土:土中粘粒成分主要由亲水矿物组成,同时具有显 著的吸水膨胀和失水收缩特性,其自由膨胀率大于或等于40 %的粘性土。 3.湿陷性土:浸水后产生附加沉降,其湿陷系数大于等于 0.015 的土。 4.红粘土和次生红粘土:液限wL >50%,I p =30~50,e =1.1~1.7,Sr>0.85。液限wL >45%的土为次生红粘土。红 粘土的工程性质:强度高压缩性低。

三、塑性图
IP

B线 A线
黏土

一、引入的依据: 美国试验与材料协会(ASTM) 的分类方法。 二、塑性图 以塑性指数为纵坐标,以液 限为横坐标的,反映土的工 程性质的关系图,称为塑性 图。 三、基本原理(两条经验线) A线:IP=0.73(WL-20) B线:WL-50%

低塑性

高塑性

粉土

10

20 30 40 50 60 70 80 90 100

WL


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